冶金機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代維修技術(shù)

學(xué)習(xí)情境二：冶金機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代維修技術(shù)模塊一：機(jī)械加工修復(fù)法一、設(shè)備維修概論

1、設(shè)備維修概念

機(jī)器設(shè)備是企業(yè)組織生產(chǎn)的重要物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，是構(gòu)成生產(chǎn)力的重要要素之一。馬克思把機(jī)器設(shè)備稱做“生產(chǎn)的骨胳系統(tǒng)和肌肉系統(tǒng)”，可見它在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中地位的重要性。然而，由于現(xiàn)實(shí)中的設(shè)備不可避免存在諸如設(shè)計(jì)、制造、安裝、材料等內(nèi)部缺陷因素，及使用、管理等外部缺陷因素的影響，設(shè)備在使用過程中，不可避免地存在失效，甚至發(fā)生故障，導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢，生產(chǎn)停滯，嚴(yán)重時(shí)還將給生產(chǎn)運(yùn)行、人身安全等造成極大損失，由此可以看出設(shè)備維修對(duì)保證安全生產(chǎn)的重要性是不言而喻的。設(shè)備維修是設(shè)備維護(hù)和修理的泛稱設(shè)備維護(hù)（又稱保養(yǎng)）是為了維持設(shè)備完好技術(shù)狀況或工作能力而進(jìn)行的作業(yè)。維護(hù)主要包括清潔、檢查、補(bǔ)給、潤(rùn)滑、緊固及調(diào)整等內(nèi)容，除主要總成發(fā)生故障必須解體以外，不得對(duì)其進(jìn)行解體。設(shè)備修理（又稱檢修）是用修理或更換設(shè)備零部件的方法，為恢復(fù)機(jī)電設(shè)備完好技術(shù)狀況或工作能力和壽命而進(jìn)行的作業(yè)。綜上所述，設(shè)備維修是指設(shè)備技術(shù)狀態(tài)劣化或發(fā)生故障后，為了恢復(fù)其功能和精度而采取的更換或修復(fù)磨損、失效零件，并對(duì)整機(jī)或局部進(jìn)行拆裝、調(diào)整的各項(xiàng)技術(shù)活動(dòng)。機(jī)器在使用過程中，其性能總是要不斷劣化的，只有通過系統(tǒng)的維修，才能實(shí)現(xiàn)保護(hù)及恢復(fù)其原始性能、保護(hù)投資、避免不可預(yù)見的停機(jī)及生產(chǎn)損失、節(jié)約資源、節(jié)約能源、改進(jìn)安全、保護(hù)環(huán)境、提高產(chǎn)品質(zhì)量和創(chuàng)造效益的目的。2、維修方式

在維修過程中，關(guān)鍵是：確定什么時(shí)候進(jìn)行維修（維修時(shí)機(jī)），和做什么樣的維修工作（維修范圍），以及由誰來實(shí)施維修。維修時(shí)機(jī)和維修范圍的不同，產(chǎn)生了不同的維修方式（又稱為維修方針或維修策略）。事后(被動(dòng))維修方式是一種傳統(tǒng)的、古老的維修方式,是在設(shè)備故障發(fā)生后進(jìn)行的維修活動(dòng)。這種維修方式不需要事前謀劃，簡(jiǎn)單易行，而且，能充分利用設(shè)備的零、部件的物理壽命，維修費(fèi)用較低，所以，對(duì)于在生產(chǎn)中非重要作用或可代用的設(shè)備，可采用事后維修方式。（1）事后(被動(dòng))維修

所謂狀態(tài)維修是根據(jù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果來進(jìn)行的維修活動(dòng)，又稱為視情維修或按需預(yù)防維修。它是“有的放矢”的、“定量”的維修活動(dòng)。其實(shí)質(zhì)是預(yù)防(主動(dòng))維修的升級(jí)。它克服了以設(shè)備運(yùn)行時(shí)間確定的預(yù)防維修的不定量因素，有利于降低維修成本和減少準(zhǔn)備工作。其適應(yīng)條件是設(shè)備應(yīng)配備較為完善的檢測(cè)裝置。設(shè)備狀態(tài)維修是提倡和發(fā)展的方向。（2）預(yù)防(主動(dòng))維修根據(jù)維修間隔期以及維修內(nèi)容，可將基于時(shí)間的預(yù)防維修分為：日常維護(hù)、定期維修、定時(shí)維修。其中：1）設(shè)備的日常保養(yǎng)是預(yù)防維修的派生分支，是由設(shè)備運(yùn)行工或周檢人員，每天或每周對(duì)設(shè)備進(jìn)行的日常檢查、清掃、調(diào)整、加油、換件等日常維修活動(dòng)。2）定期維修就是基于日歷臺(tái)時(shí)的計(jì)劃維修，其以日歷使用時(shí)間周期為依據(jù)，按計(jì)劃進(jìn)行維修。3）定時(shí)維修就是基于設(shè)備實(shí)際運(yùn)行臺(tái)時(shí)的計(jì)劃維修，其以設(shè)備運(yùn)行臺(tái)時(shí)為依據(jù)，按照設(shè)備規(guī)定的使用臺(tái)時(shí)，按計(jì)劃進(jìn)行維修。預(yù)防(主動(dòng))維修是為了防止設(shè)備性能劣化或降低設(shè)備故障概率,按事先規(guī)定的計(jì)劃所進(jìn)行的維修活動(dòng)。如年、季、月安排的計(jì)劃性檢修。預(yù)防維修通常根據(jù)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間確定維修時(shí)間、周期。由于事前作了大量人、財(cái)、物的準(zhǔn)備工作，一般能在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)，保質(zhì)、保量地完成規(guī)定的維修內(nèi)容。在生產(chǎn)中起重要作用的或故障風(fēng)險(xiǎn)大于維修風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備，應(yīng)采用預(yù)防維修方式。（3）狀態(tài)維修隨著近代工業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)對(duì)維修的要求更加嚴(yán)格，設(shè)備的結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)維修理論與實(shí)踐的研究愈為深入?？煽啃岳碚撆c故障物理以及質(zhì)量保證等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的問世，使維修領(lǐng)域通過努力探索，出現(xiàn)了以可靠性為中心的維修（RCM）和質(zhì)量維修（QM）等新的維修方式。（4）其他維修方式1）以可靠性為中心的維修（RCM），即通過選擇機(jī)械設(shè)備的重要功能項(xiàng)目及功能故障與故障影響度的整理分析，找出故障原因，并應(yīng)用邏輯決策圖對(duì)大量資料進(jìn)行分析，具體問題具體分析，對(duì)不同的故障采取不同的維修作業(yè)。2）質(zhì)量維修（QM）是通過對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素如人、設(shè)備、材料、工藝方法、信息進(jìn)行分析和管理，從而發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備造成的產(chǎn)品缺陷，使產(chǎn)品質(zhì)量特性全部保持最佳狀態(tài)，易于防止不合格產(chǎn)品的發(fā)生。3）此外，還有無維修設(shè)計(jì)，其是指產(chǎn)品的理想設(shè)計(jì)，其目標(biāo)為達(dá)到使用中無維修的要求。目前多用于以下兩種情況：一是生產(chǎn)批量極大的家用機(jī)電產(chǎn)品，如電視機(jī)、電冰箱、錄音和錄像設(shè)備的傳動(dòng)部分等；另一種是要求安全性、可靠性極高的設(shè)備，如航天器等。在機(jī)器制造企業(yè)中，生產(chǎn)工藝設(shè)備的某些部件也已采用無維修設(shè)計(jì)。例如，對(duì)有特殊要求的設(shè)備采用長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂如封閉式高速磨頭等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中體現(xiàn)無維修設(shè)計(jì)的概念，對(duì)改進(jìn)和提高機(jī)器產(chǎn)品的可靠性是有益的。需要說明的是：每種維修方式都具有各自特點(diǎn)和適用范圍，因此企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身的條件和生產(chǎn)特點(diǎn)，選擇最適宜的維修方式。通常在一個(gè)企業(yè)內(nèi)，可以根據(jù)設(shè)備的重要程度、設(shè)備的利用程度以及其價(jià)值的高低等情況，分別采用幾種維修方式，以達(dá)到設(shè)備綜合利用效率高、停機(jī)損失小，維修費(fèi)用最低的目的。二、機(jī)械加工修復(fù)法1、基本概念

機(jī)械加工修復(fù)法是通過車、刨、鉸、銑、鏜、磨等機(jī)械加工方式，來恢復(fù)零件正確的幾何形狀和配合特性。機(jī)械加工修復(fù)法常用的工藝方法有：修理尺寸法、附加零件法、零件局部更換法、翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向修理法。2、修理尺寸法

該方法是將零件的損傷工作表面進(jìn)行機(jī)械加工，消除損傷缺陷，使零件原始尺寸改變?yōu)榱硪怀叽纭蘩沓叽?。?dāng)修理孔的時(shí)候，修理尺寸大于原始尺寸；當(dāng)修理軸時(shí)，則修理尺寸小于原始尺寸。采用修理尺寸法時(shí)，要求與被修理零件相配合的零件，亦必須具有相應(yīng)的修理尺寸，使得它們之間的配合性質(zhì)符合規(guī)定。2、修理尺寸法修復(fù)實(shí)例：汽缸、曲軸等在工作中，往往不是均勻地磨損，而是磨成橢圓和錐體，這種情況下可采用修理尺寸法修復(fù)，即對(duì)汽缸進(jìn)行修理時(shí)，先將汽缸鏜磨擴(kuò)大到某一級(jí)修理尺寸。然后更換相應(yīng)加大的活塞；又如修理曲軸時(shí)，可先將曲頸加工縮小到某一級(jí)修理尺寸，然后選配縮小了尺寸的軸承，恢復(fù)正常的配合間隙。采用修理尺寸法時(shí)，應(yīng)把配合的兩個(gè)零件中較貴重的一個(gè)保留下來，規(guī)定修理尺寸，而將另一個(gè)零件換掉。如汽缸與活塞修理時(shí)，修理汽缸，配以相應(yīng)尺寸的活塞。曲軸軸頸與主軸承修配時(shí)，應(yīng)修理曲軸軸頸。再配以相應(yīng)尺寸的軸承。修理尺寸法的主要優(yōu)點(diǎn)是：可以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及比較貴重零件的使用壽命，加工方法也較為簡(jiǎn)單，修理質(zhì)量高。修理尺寸法的主要缺點(diǎn)是：過多的修理尺寸限制了備件的種類，給備件選用帶來很大困難。2、修理尺寸法3、附加零件法附加零件法（又稱：鑲套修復(fù)法）：將零件磨損的工作表面加工至安裝附加襯套的尺寸，然后將附加零件——襯套壓入，最后再對(duì)襯套進(jìn)行必要的機(jī)械加工，使其恢復(fù)原有的尺寸，或加工成修理尺寸。3、附加零件法其適用于磨損的軸承孔或軸頸的修復(fù)。注意襯套與被修復(fù)的零件結(jié)合必須有一定的過盈，以使兩者緊密接合，滿足傳熱和傳遞力的要求，也可用螺紋和焊接等方法結(jié)合。修復(fù)實(shí)例：水泵泵軸和軸承座孔的修復(fù)。4、局部更換法從零件上去除損傷部分，制造這一部分的新品，使其與零件的余留部分結(jié)合在一起。更換時(shí)要進(jìn)行必要的加工，達(dá)到使用的技術(shù)要求。其多用于基體件、結(jié)構(gòu)件的局部損傷更換。4、局部更換法修復(fù)實(shí)例：齒輪、花鍵修復(fù)5、翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向修理法將磨損的零件轉(zhuǎn)一角度或翻面，用未磨損的部位代替磨損的部位，這種方法稱為轉(zhuǎn)向和翻轉(zhuǎn)修理法。例如：軸上的鍵槽磨損后，可將軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度（90°～180°）重新加工鍵槽如如下圖所示。零件上均勻的銷孔磨損后，可變動(dòng)一定角度，重新鉆孔。5、翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向修理法5、翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向修理法又如：飛輪齒圈的牙齒端面磨損后，只要拆下齒圈。翻面后再重新鑲壓在飛輪上即可使用。機(jī)械加工修理法的優(yōu)點(diǎn)是：用料經(jīng)濟(jì)、工藝簡(jiǎn)便、質(zhì)量好、能延長(zhǎng)零件的使用壽命，適合于修復(fù)貴重的零件。缺點(diǎn)是：對(duì)機(jī)械加工的精度要求較高，對(duì)高硬度和交變載荷的零件要保證其硬度和強(qiáng)度。三、模擬實(shí)訓(xùn)—主軸部件的修理主軸部件是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行體，是機(jī)床的一個(gè)重要組成部分。主軸部件的工作性能的好壞，對(duì)加工質(zhì)量和機(jī)床的生產(chǎn)率，有著十分重要的影響。主軸部件其修理的目的是恢復(fù)或提高主軸部件的回轉(zhuǎn)精度、剛度、抗振性、耐磨性，并達(dá)到溫升低、熱變形小的要求。

主軸的損傷主要是發(fā)生在有配合關(guān)系的軸頸表面，對(duì)此，可采用對(duì)磨損表面進(jìn)行精磨加工或研磨加工，恢復(fù)配合軸頸表面幾何形狀、相對(duì)位置和表面粗糙度等精度要求，而調(diào)整或更換與主軸配合的零件(如軸承等)，保持原來的配合關(guān)系。采用此法時(shí)，要注意被加工后的軸頸表面硬度應(yīng)不低于原圖樣要求（比如，可通過表面強(qiáng)化處理等），以保證零件修后的使用壽命。小結(jié)設(shè)備維修概論。

機(jī)械加工修復(fù)法，如：修理尺寸法；附加零件法；局部更換法；翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)向修理法。模擬實(shí)訓(xùn)—主軸部件的修理。學(xué)習(xí)情境二：冶金機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代維修技術(shù)模塊二：焊接修復(fù)法一、焊接基礎(chǔ)知識(shí)1、基本概念

鳥巢焊接：焊接技術(shù)作為制造業(yè)的傳統(tǒng)基礎(chǔ)工藝與技術(shù)，在工業(yè)中應(yīng)用的歷史并不長(zhǎng)，但它的發(fā)展卻是非常迅速的。近代焊接技術(shù)，是從1885年俄國(guó)人別那爾道斯發(fā)明碳弧焊開始，直到20世紀(jì)30年代，在生產(chǎn)上還只是采用氣焊和手工電弧焊。由于焊接具有節(jié)省金屬，生產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量好和大大改善勞動(dòng)條件等優(yōu)點(diǎn)，所以焊接得到了迅速發(fā)展。40年代初出現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)焊條，使焊接技術(shù)得到了一次飛躍。隨后電阻焊和埋弧焊的應(yīng)用，使焊接過程實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和自動(dòng)化。50～60年代，不斷出現(xiàn)電渣焊、各種氣體保護(hù)焊、超聲波焊、等離子弧焊、電子束焊和激光焊接等方法，使焊接技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平。80年代還進(jìn)行太空焊接試驗(yàn)。在短短的幾十年中焊接已在許多工業(yè)部門中為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，在各個(gè)重要的領(lǐng)域如航空航天、造船、汽車、橋梁、電子信息、海洋鉆探、高層建筑金屬結(jié)構(gòu)中都廣泛應(yīng)用，使焊接成為一種重要制造技術(shù)和材料科學(xué)的一個(gè)重要專業(yè)學(xué)科，開創(chuàng)了連接技術(shù)的新篇章。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接已從簡(jiǎn)單的構(gòu)件連接方法和毛坯制造手段發(fā)展成為制造行業(yè)中一項(xiàng)生產(chǎn)尺寸精確的產(chǎn)品的生產(chǎn)手段。例如：在機(jī)械制造業(yè)中不少過去一直用整鑄整鍛方法生產(chǎn)的大型毛坯改成了焊接結(jié)構(gòu)，這大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，降低了成本。

意大利VCC-80履帶式步兵戰(zhàn)車焊接車體和炮塔焊接在整個(gè)工業(yè)中的地位還可以從這樣一個(gè)事實(shí)來判斷，即世界主要工業(yè)國(guó)家每年生產(chǎn)的焊接結(jié)構(gòu)約占鋼產(chǎn)量的45%左右。常見各種容器、塔器、換熱器、反應(yīng)器、鋼結(jié)構(gòu)等大多數(shù)采用焊接方法制造。那么，什么是焊接？所謂焊接，就是指通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過程，使兩個(gè)分離的固態(tài)物體產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合力而連接成一體的連接方法。

2、焊接的分類焊接方法的種類很多，按焊接過程的特點(diǎn)，可分為三大類：熔化焊、壓力焊、釬焊。其中：熔化焊中又分為氣焊、電弧焊、電渣焊、等離子弧焊等等。熔化焊就是利用局部加熱的方法將連接處的金屬加熱至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法，熔化焊又叫熔焊。（1）熔化焊在加熱的條件下，增強(qiáng)了金屬原子的動(dòng)能，促進(jìn)原子間的相互擴(kuò)散，當(dāng)被焊接金屬加熱至熔化狀態(tài)形成液態(tài)熔池時(shí)，原子之間可以充分?jǐn)U散和緊密接觸，因此冷卻凝固后，即可形成牢固的焊接接頭。根據(jù)熱源不同，這類焊接方法常見的有氣焊、電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊（如氬弧焊、CO2氣體保護(hù)焊）、電子束焊等多種。

壓力焊就是利是指通過加熱等手段使金屬達(dá)到塑性狀態(tài)，加壓使其產(chǎn)生塑性變形、再結(jié)晶和擴(kuò)散等作用，使兩個(gè)分離表面的原子接近到晶格距離（0.3～0.5nm)，形成金屬鍵，從而獲得不可拆卸接頭的一類焊接方法。。（2）壓力焊這類焊接有兩種形式，一是將被焊金屬接觸部分加熱至塑性狀態(tài)或局部熔化狀態(tài)，然后施加一定的壓力，以使金屬原子間相互結(jié)合形成牢固的焊接接頭，如鍛焊、接觸焊、摩擦焊、氣壓焊等就是這種類型的壓力焊方法。二是不進(jìn)行加熱，僅在被焊金屬接觸面上施加足夠大的壓力，借助于壓力所引起的塑性變形，以使原子間相互接近而獲得牢固的壓擠接頭，這種壓力焊的方法有冷壓焊、爆炸焊等。釬焊：就是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，又低于母材熔點(diǎn)的溫度，溶點(diǎn)低的釬料熔化，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。根據(jù)焊接溫度的不同，釬焊可以分為兩大類。焊接加熱溫度低于450℃稱為軟釬焊，高于450℃稱為硬釬焊。（3）釬焊3、焊接的特點(diǎn)（1）焊接是通過加熱或加壓，或者兩者并用，并且用或不用填充材料，使焊件達(dá)到原子結(jié)合的一種加工方法。所以焊接是一種把分離的金屬件連接成為不可拆卸的一個(gè)整體的加工方法。在焊接被廣泛應(yīng)用以前，不同拆卸連接的主要方法是鉚接。與鉚接相比，焊接具有節(jié)省金屬（大約可減輕15-20%的金屬材料）、生產(chǎn)率高、致密性好、操作條件好、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。所以現(xiàn)在焊接已基本取代連接鉚接。

（2）焊接的另一個(gè)特點(diǎn)是可以化大為小、以小拼大。在制造大型機(jī)件與結(jié)構(gòu)件或復(fù)雜的機(jī)器零件時(shí)，可以化大為小、化復(fù)雜為簡(jiǎn)單的方法準(zhǔn)備壞料，用鑄-焊、鍛-焊聯(lián)合工藝，用小型鑄、鍛設(shè)備生產(chǎn)大或復(fù)雜零件。例如我國(guó)生產(chǎn)的大型水壓機(jī)立柱或發(fā)電機(jī)主軸等。

3、焊接的特點(diǎn)（3）焊接可以制造雙金屬結(jié)構(gòu)。用焊接方法可制不同材料的復(fù)雜層容器，對(duì)焊不同材料的零件或工具（如較粗的鉆頭，就是用45號(hào)作鉆柄，高速鋼作鉆頭的切削部分）等。所以，焊接是進(jìn)行金屬構(gòu)件、機(jī)器零件等的重要加工方法，如橋梁、建筑構(gòu)件、船體、鍋爐、車箱、容器等。

（4）焊接還是修補(bǔ)鑄、鍛件的缺陷和磨損零件的重要方法。應(yīng)用焊接技術(shù)，可以修復(fù)磨損失效零件；可以焊補(bǔ)裂紋與斷裂、局部損傷的缺陷；可以用于校正形狀。由于焊修質(zhì)量高、效率高、設(shè)備成本低、便于現(xiàn)場(chǎng)搶修等特點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中應(yīng)用十分廣泛。如在磨損的機(jī)件（如軸頸和軋輥等）上堆焊一層金屬，可延長(zhǎng)機(jī)件的使用壽命，這對(duì)大型零件的修復(fù)，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。

常用的焊接修復(fù)技術(shù)有：1）補(bǔ)焊：用于修復(fù)零件使其恢復(fù)尺寸與形狀，或修復(fù)裂紋與斷裂2）堆焊：用于恢復(fù)零件尺寸、形狀，并賦予零件表面以某些特征性能的溶敷（fu，1聲）金屬。但是，由于焊修時(shí)對(duì)零件的局部、不均勻加熱，致使零件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和變形，所以一般不宜于修復(fù)較高精度、細(xì)長(zhǎng)和薄殼類零件。另外，焊接時(shí)產(chǎn)生的氣孔、夾渣、裂紋等焊接缺陷，以及零件自身的可焊性，均是我們?cè)趹?yīng)用焊接修復(fù)技術(shù)時(shí)必須重視的問題4、金屬材料的可焊性金屬材料的可焊性(又稱焊接性)，是指被焊金屬在采用一定的焊接方法、焊接材料、工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度，即金屬材料在一定的焊接工藝條件下，表現(xiàn)出“好焊”和“不好焊”的差別。也就是說：一種金屬，如果能用較普通又簡(jiǎn)便的焊接工藝獲得優(yōu)質(zhì)接頭，則認(rèn)為這種金屬具有良好的可焊性；反之，如果要用很復(fù)雜或特殊的焊接工藝才能獲得優(yōu)質(zhì)接頭，則認(rèn)為它的可焊性差。（1）、用碳當(dāng)量CE來評(píng)定碳鋼的焊接性（又可焊性）主要取決于含碳量，隨著含碳量增加，焊接性逐漸變差。把鋼中合金元素（包括碳）的含量按其作用換算成碳的相當(dāng)含量，稱為該鋼材的碳當(dāng)量?？勺鳛樵u(píng)定鋼材焊接性的一種參考指標(biāo)。碳鋼中的元素除C外，主要是Mn和Si，其含量增加，焊接性變差，但其作用不如碳強(qiáng)烈。國(guó)際焊接學(xué)會(huì)推薦的碳當(dāng)量公式，適用于含碳量不小于0.18%的低合金高強(qiáng)度鋼（σb＝400～700MPa），公式為：式中：C、Mn、Cr、Mo、V、Ni、Cu為鋼中該元素含量的百分?jǐn)?shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：1）CE＜0.4%時(shí)，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，可焊性好。一般不會(huì)產(chǎn)生裂縫。2）CE在0.4～0.6%之間，鋼材塑性下降，強(qiáng)度增加，淬硬傾向明顯，可焊性較差。工件應(yīng)采取焊前預(yù)熱，焊后緩冷等工藝防止裂縫。3）CE＞0.6%，鋼材塑性較低，強(qiáng)度較高，淬硬傾向很強(qiáng)，可焊性不好。工件焊前經(jīng)預(yù)熱到較高溫度，焊接時(shí)采取減少焊接應(yīng)力和防止開裂的工藝措施，焊后還應(yīng)進(jìn)行熱處理，確保焊接接頭質(zhì)量。

（1）、用冷裂縫敏感系數(shù)來評(píng)定碳當(dāng)量值只能在一定范圍內(nèi)概括地、相對(duì)地評(píng)價(jià)鋼材的焊接性。因?yàn)樘籍?dāng)量只表達(dá)了鋼材的化學(xué)成分對(duì)焊接性的影響，但忽略了材料板厚、焊縫含氫量等因素，不可能直接用于判斷是否發(fā)生冷裂縫。為此日本又有人用200多種鋼進(jìn)行大量實(shí)際試驗(yàn)，得出鋼材焊接冷裂縫敏感系數(shù)Pc（日本伊藤ITO公式）：式中：h——板厚（mm）

H——焊縫金屬中擴(kuò)散氫含量（ml/100g）用PC值來判斷和對(duì)比鋼材在焊接時(shí)冷裂敏感性比CE值更好。二、補(bǔ)焊1、鋼制零件補(bǔ)焊我們對(duì)機(jī)械零件的期望，不僅有物理性能和化學(xué)成分的要求，還有尺寸精度、形位精度等方面的要求。因此，在焊修時(shí)，必須要考慮零件材料的焊接性、零件的熱變形、焊后的加工性、對(duì)母材組織的影響，必須確保未損傷部位的精度和物理、化學(xué)性能，滿足焊補(bǔ)后零件的使用要求。目前，在焊補(bǔ)中應(yīng)用的最廣泛的是電弧焊。電弧焊是利用焊條與焊件間產(chǎn)生電弧熱將金屬加熱并熔化的焊接方法。為了保證焊修質(zhì)量，必須合理制定焊接工藝。（1）低碳鋼零件低碳鋼含碳量不大于0.25%，塑性好，一般沒有淬硬傾向，對(duì)焊接熱過程不敏感，可焊性良好。焊這類鋼時(shí)，不需要采取特殊的工藝措施，通常在焊后也不需要進(jìn)行熱處理（電渣焊除外）。

中碳鋼含碳量在0.25%～0.6%之間，而高碳鋼含碳量在0.6%～2.11%之間。隨含碳量的增加，淬硬傾向愈發(fā)明顯，可焊性逐漸變差，焊縫金屬熱裂縫傾向較大，熱影響區(qū)易產(chǎn)生淬硬組織和冷裂縫，焊縫根部也易產(chǎn)生氫致裂紋。為了提高中、高碳鋼零件的焊修質(zhì)量，可采取以下措施：（2）中、高碳鋼零件（2）中、高碳鋼零件1) 焊前必須進(jìn)行預(yù)熱，中碳鋼預(yù)熱溫度一般為150～250℃，高碳鋼為250～350℃，焊接過程中必需保持層間溫度不低于預(yù)熱溫度，使焊接時(shí)工件各部分的溫差減小，以減小焊接應(yīng)力。

2) 選用多層，以使前面一層焊縫受后一層熱循環(huán)作用，從而使晶粒細(xì)化而改善性能。3) 焊后及時(shí)熱處理，以減少或消除焊接殘余內(nèi)應(yīng)力，改善街頭的顯微組織，同時(shí)加速焊縫中氫向外擴(kuò)散，減少裂紋產(chǎn)生4) 盡量選用低氫焊條，增強(qiáng)焊縫抗裂性能。5) 加強(qiáng)焊接區(qū)的清理工作，以清除油、水、銹及可能進(jìn)入焊縫的氫的來源。6) 設(shè)法減少母材熔入焊縫的比例，例如結(jié)構(gòu)件、管道等焊接前均需制備坡口。2、鑄鐵的焊補(bǔ)鑄鐵是含碳量大于2.11％的鐵碳合金。由于鑄鐵成本較低，并具有較好的鑄造性、可加工性、耐磨性及減震性等特點(diǎn)，鑄鐵零件在機(jī)械零件中也占有一定的比例，比如多數(shù)基礎(chǔ)件就是鑄鐵制造的。但是鑄鐵含碳量高，塑性差，脆性大，組織不均勻，焊接性很差，一般只用于修補(bǔ)鑄鐵件上的某些鑄造缺陷，以及鑄鐵零件上的局部缺陷。鑄鐵補(bǔ)焊機(jī)（1）熱焊法鑄鐵件的焊補(bǔ)方法通常采用氣焊和手工電弧焊，要求不高時(shí)也可采用釬焊，按焊前工件是否預(yù)熱，分為熱焊法和冷焊法。（1）熱焊法：即將工件整體或局部預(yù)熱到600～700℃，然后進(jìn)行焊接，焊后緩慢冷卻或進(jìn)行去應(yīng)力退火的方法。1）焊接方法：常采用氣焊和手工電弧焊，其中氣焊較方便。2）焊接材料：手工電弧焊時(shí)，采用鑄鐵芯鑄鐵焊條（如Z248）或鋼芯石墨化鑄鐵焊條（如Z208）；氣焊時(shí)，采用鑄鐵焊絲（高硅）和氣劑201或硼砂熔劑（去除氧化物）等。（1）熱焊法3）焊接特點(diǎn)：①可有效地防止白口、淬硬組織及裂紋，接頭切削加工性好。②需加熱設(shè)備，成本高、生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)條件差。4）應(yīng)用：一般用于焊補(bǔ)形狀復(fù)雜的重要鑄鐵件，如內(nèi)燃機(jī)的汽缸、機(jī)床導(dǎo)軌等。鑄鐵焊條（2）冷焊法即焊前不預(yù)熱或只進(jìn)行400℃以下的低溫預(yù)熱的焊接方法：1）焊接方法：氣焊和手工電弧焊，對(duì)于小型薄壁鑄件常用氣焊，對(duì)于大型厚壁鑄件，一般采用手工電弧焊。2）焊接材料及焊接工藝：①焊接材料：冷焊焊條分為兩大類：一類為同質(zhì)型焊條，即焊縫金屬為鑄鐵型，如Z208、Z248；另一類為異質(zhì)型焊條，即焊縫金屬為非鑄鐵型，如鎳基鑄鐵焊條（Z308、Z408）、高釩鑄鐵焊條（Z116、Z117）及銅基鑄鐵焊條（Z607）等。（2）冷焊法②焊接工藝：焊接時(shí)，應(yīng)盡量采用小電流、短弧、窄焊縫、短焊道（每段不大于50mm）并在焊后及時(shí)輕輕錘擊焊縫以松弛應(yīng)力，防止焊后開裂。3）特點(diǎn)：成本較低，生產(chǎn)率較高，勞動(dòng)條件較好，但是焊補(bǔ)質(zhì)量有時(shí)不易保證。4）應(yīng)用：生產(chǎn)中多用于焊補(bǔ)要求不高的鑄件以及怕高溫預(yù)熱引起變形的工件。鑄鐵補(bǔ)焊機(jī)三、堆焊堆焊是表面工程中的重要分支，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，堆焊技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。目前堆焊技術(shù)已廣泛應(yīng)用于礦山、冶金、農(nóng)機(jī)、建筑、電站、鐵路、車輛、石油化工設(shè)備、核動(dòng)力及工具、模具等的制造、修復(fù)中，并已成為近年來得到最廣泛應(yīng)用的表面技術(shù)之一。比如我國(guó)冶金行業(yè)軋鋼設(shè)備中的軋輥，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)年消耗軋輥量約折合人民幣30億元，采用堆焊方法修復(fù)舊軋輥和制造新輥已成為我國(guó)軋鋼企業(yè)降低成本提高效益的重要舉措。又如在石化和鍋爐行業(yè)中，大量采用的閥門，由于密封面質(zhì)量不過關(guān)，在上世紀(jì)70年代曾成為影響企業(yè)生產(chǎn)正常運(yùn)行的瓶頸。歷經(jīng)40多年的發(fā)展歷程，目前從閥門密封面堆焊方法到堆焊材料均已取得長(zhǎng)足發(fā)展，并已在企業(yè)中普遍應(yīng)用。1、堆焊技術(shù)應(yīng)用堆焊修復(fù)的目的：不是連接零件，而是在零件表面堆敷金屬，使其滿足零件的尺寸和精度要求，并使其具有一定的性能，以滿足零件表面的耐磨、耐熱或耐腐蝕的要求，改善其表面性能，從而節(jié)約資金，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益顯著。常見的堆焊技術(shù)多用于以下情況：

（1）修復(fù)。用堆焊手段，進(jìn)行零件的焊接修復(fù)，去除零件缺陷，恢復(fù)零件力學(xué)性能和幾何尺寸，這一技術(shù)已普遍應(yīng)用。如太重鑄鋼毛坯焊接修復(fù)達(dá)到90%以上，太重集團(tuán)每年修復(fù)零件價(jià)值超過數(shù)千萬元。（2）預(yù)保護(hù)。采用預(yù)保護(hù)堆焊制造雙金屬結(jié)構(gòu)，發(fā)揮金屬材料的各自特點(diǎn)，提高零件使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)制造核心技術(shù)水平，這一設(shè)計(jì)思想已納入產(chǎn)品制造方案。通過具有耐磨、耐蝕、抗氧化或其它物理、化學(xué)等特殊性能的金屬?gòu)?qiáng)化層，發(fā)揮高合金金屬?gòu)?qiáng)化層的優(yōu)異性能。如在壓機(jī)柱塞表面堆焊Cr13型不銹鋼代替表面淬火，既保證表面硬度，又具有良好的耐腐蝕性能。又如在碳鋼結(jié)構(gòu)表面堆焊鋁青銅耐磨層等，既可以節(jié)省貴重金屬，又保證可靠連接，反復(fù)使用。在挖掘機(jī)耐磨零件表面堆焊高硬度耐磨材料提高使用壽命等。為循環(huán)經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展提供良好的技術(shù)途徑。1、堆焊技術(shù)應(yīng)用（3）焊過鍍層。采用堆焊工藝制備金屬過渡層，改善零件焊接性能。如重載硬齒面大模數(shù)焊接結(jié)構(gòu)齒輪，其結(jié)形式由齒圈、輪轂、雙輻板等零件焊接組成。因輪緣要求具有高硬度、耐磨損等性能，常采用中碳合金鋼40CrNi2MoH或34CrNiMo鍛件，調(diào)質(zhì)處理。焊接制造的難點(diǎn)是有效控制中碳合金鋼焊接質(zhì)量，齒圈、輪轂鍛件調(diào)質(zhì)處理后，粗加工采用預(yù)熱堆焊金屬過渡層，改善零件焊接性能，降低環(huán)縫焊接預(yù)熱溫度，防止焊接裂紋，減少焊接變形。

（4）改變形狀。采用堆焊工藝改變金屬零件幾何尺寸及形狀。如中國(guó)名牌產(chǎn)品TZ油膜軸承鋼套，采用Q345B鋼板卷制成型，其法蘭部位就是采用堆焊方法生產(chǎn)成型。大大提高了材料利用率，降低了切削加工工時(shí)，縮短加工周期和費(fèi)用。

1、堆焊技術(shù)應(yīng)用2、堆焊技術(shù)特點(diǎn)堆焊技術(shù)有如下特點(diǎn):堆焊層與母材能實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合、堆焊獲得的表面層厚度最大、所用的設(shè)備相對(duì)比較簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)工地現(xiàn)場(chǎng)施工、在技術(shù)上也較成熟.在實(shí)際應(yīng)用中，我們應(yīng)該注意以下問題：（1）對(duì)堆焊技術(shù)的要求，除滿足零件的尺寸要求外，主要是滿足零件性能方面的要求。（2）為了滿足性能上的要求，首要問題是選擇合適的堆焊合金。但由于堆焊合金元素含量往往比母材要高，有時(shí)會(huì)與母材成分有很大不用，所以應(yīng)該注意由此帶來的新問題。（3）由于堆焊技術(shù)是在零件表面進(jìn)行，由此可能造成零件受熱不均，導(dǎo)致焊后變形，這也要求在堆焊技術(shù)中解決。

2、堆焊技術(shù)特點(diǎn)4、局部更換法修復(fù)實(shí)例：齒輪、花鍵修復(fù)四、塑料焊接塑料是以樹脂（有時(shí)用單體在加工過程中直接聚合）為基體，一般加有添加劑，在加工過程中能塑制成型的材料。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，機(jī)械工業(yè)中使用的材料是以金屬材料為主，但是隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種非金屬材料取得了很大的進(jìn)展，并被越來越多地應(yīng)用于工程技術(shù)中。其中，塑料由于具有美觀輕巧、豐富易得、制取方便、成形簡(jiǎn)單、成本低、電氣絕緣、減震消音、耐磨及其它防護(hù)性能等特性，逐漸成為工業(yè)部門不可缺少的材料，為此有必要研究塑料的焊接技術(shù)。

一件塑料成品可能由多種材料或部件制成，要將各部件結(jié)合起來，可使用機(jī)械固定件、粘合劑及焊接工藝加工。三種接合方式中，以焊接工藝的效果最佳，而且焊接形式多樣，可產(chǎn)生粘合穩(wěn)固的接縫，其機(jī)械特性接近于母體材料，可根據(jù)不同材料、尺寸、用途而使用不同的焊接工藝。塑料焊接工藝可分為兩類：（1）機(jī)械運(yùn)動(dòng)式焊接工藝：超聲焊接、摩擦焊接和振動(dòng)焊接。（2）外部加熱式焊接工藝：熱板焊接、熱氣焊接和植入焊接。（3）直接應(yīng)用電磁學(xué)焊接工藝：電阻性插銷焊接、高頻（高頻或射頻）焊接和感應(yīng)焊接。五、模擬實(shí)訓(xùn)—鋼結(jié)構(gòu)件維修鋼結(jié)構(gòu)是指用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材通過連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)體系具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢(shì)，在冶金企業(yè)廠房結(jié)構(gòu)、設(shè)備基礎(chǔ)中得到廣泛運(yùn)用。模擬進(jìn)行設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)件維修小結(jié)焊接基礎(chǔ)知識(shí)

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補(bǔ)焊法，如：鋼制零件補(bǔ)焊（低、中、高碳鋼零件補(bǔ)焊）；鑄鐵的焊補(bǔ)。堆焊。塑料焊接模擬實(shí)訓(xùn)—鋼結(jié)構(gòu)件維修學(xué)習(xí)情境二：冶金機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代維修技術(shù)模塊三：金屬扣合修復(fù)法一、金屬扣合法定義。

金屬扣合法是金屬機(jī)件的一種特殊聯(lián)接修理方法，它利用扣合件(例如波形鍵，綴縫栓等)材料的塑性變形或熱脹冷縮的性質(zhì)將損壞的零件連接起來，實(shí)現(xiàn)緊密扣合作用，以達(dá)到修復(fù)零件裂紋或斷裂的目的。二、金屬扣合法應(yīng)用金屬扣合工藝適用對(duì)象廣泛。從原理上講，凡存在裂紋、破損、孔洞及其他缺陷的金屬機(jī)件，該工藝均能適用。目前，此種修復(fù)工藝方法已廣泛用于鑄鐵件，鋼件（尤其是不易焊修的鋼件，如鑄鋼、合金鋼等），有色金屬機(jī)件等難焊補(bǔ)的零件，以及不允許有變形的零件的修復(fù)；尤其適用于大中型鑄鐵機(jī)件的修復(fù)，如機(jī)床床身、軋機(jī)機(jī)架等基礎(chǔ)件的修復(fù)，又如船上許多大型機(jī)件（如：主、副柴油機(jī)的機(jī)座、機(jī)架、氣缸體、缸蓋等）以及各種機(jī)械的殼體和螺旋槳等的裂紋修復(fù)等，同時(shí)該工藝亦適用于某些零部件的加工制造或裝配過程。近年來，金屬扣合工藝與膠粘劑配合使用不僅增大連接強(qiáng)度，而且有利于提高密封性。其中，鑄鐵件的焊接性能極差，始終是焊接領(lǐng)域未能完全攻克的一道難題。但由于鑄鐵成本較低，并具有較好的鑄造性、可加工性、耐磨性及減震性等特點(diǎn)，鑄鐵零件在機(jī)械零件中也占有一定的比例，比如多數(shù)基礎(chǔ)件就是鑄鐵制造的。另外，又由于它們一般體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造周期較長(zhǎng)、有較高精度要求，而且一般不作為日常備件儲(chǔ)備，所以一旦損壞很難立即更換。況且，如果僅僅因?yàn)橐恍┪⑿×鸭y或局部斷裂，就整體更換，這樣做也極不經(jīng)濟(jì)。但是，若置之不理，聽之任之，長(zhǎng)此以往，一旦裂紋發(fā)展到一定程度，就可能出現(xiàn)嚴(yán)重后果。這時(shí)，如果能提前合理采用金屬扣合修復(fù)技術(shù)，勢(shì)必將極大節(jié)約維修費(fèi)用，縮短維修周期，避免過長(zhǎng)的停機(jī)損失。三、金屬扣合法特點(diǎn)1、金屬扣合修復(fù)工藝過程完全在常溫下進(jìn)行，因此，無需考慮修復(fù)件的熱變形帶來的影響。

2、波形槽是分散排列，波形鍵和綴縫栓在扣合過程中都是分層裝入，逐片鉚擊，使修復(fù)部位的實(shí)際受力狀態(tài)和理論計(jì)算比較接近，從而，避免了應(yīng)力集中。

3、修理方法簡(jiǎn)單，成本低，修理周期短。金屬扣合所需設(shè)備和工具極為簡(jiǎn)單，而且修復(fù)工作一般不受場(chǎng)地限制，可就地施工，不需拆卸機(jī)件，尤其是大型機(jī)件，或在缺少備件、更換新件工作難度大及各種應(yīng)急狀態(tài)下，該工藝將得顯方便、快捷。運(yùn)用該工藝修復(fù)缺陷機(jī)件，其費(fèi)用僅為制作新件的1／3～１／30。

4、金屬扣合法通常為手工作業(yè)，鉚擊時(shí)采用風(fēng)動(dòng)工具，對(duì)于防火，防爆要求的區(qū)域也可進(jìn)行安全作業(yè)。如船艙內(nèi)有大量的機(jī)油、潤(rùn)滑油等，而且環(huán)境相對(duì)狹窄、密閉［PS：譬如攀鋼401機(jī)動(dòng)船］。若零部件出現(xiàn)裂紋、斷裂，為避免著火事故，一般不允許采用焊接，這時(shí)采用扣合技術(shù)將十分理想。5、扣合結(jié)束后將機(jī)件有關(guān)表面打磨清理，采用泥子填平，噴漆，一般看不見修理痕跡，也不破壞設(shè)備的外觀（一般鑄件出現(xiàn)裂紋難免，某些客戶心里接受能力有限。對(duì)此采用扣合，在保證性能條件下，也容易被客戶接受，還可避免返工造成的成本增加）。6、金屬扣合法修理時(shí)只要在修前仔細(xì)地將斷裂部位進(jìn)行復(fù)位，并正確掌握鉚擊等工藝方法，一般能恢復(fù)原有精度，且修復(fù)質(zhì)量可靠，并可具有足夠的強(qiáng)度和良好的密封性能。如金屬扣合后的容器可承受75×104Ｐa（即7.5kgf/cm2）的壓力。7、金屬扣合法也有其局限性，如薄壁鑄件（壁厚≤8mm）則不宜采用。另外，波形槽整形較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，單件制做波形鍵較為麻煩（一般波形鍵均由模具擠壓成型，若制做數(shù)量少，則模具成本無法分?jǐn)偅_模費(fèi)用較高）。四、分類及技術(shù)原理按照性質(zhì)和特點(diǎn)

強(qiáng)固扣合強(qiáng)密扣合優(yōu)級(jí)扣合熱扣合(1)、技術(shù)原理：在垂直于零件裂紋或折斷面的方向上，借助模板或手工加工出一定形狀和尺寸的波形槽，然后把形狀與波形槽相吻合的，由高強(qiáng)度材料制成的波形鍵逐片嵌入槽中，在常溫下鉚擊波浪鍵，使其產(chǎn)生塑性變形而充滿槽腔，借助波形鍵的凸緣與波形槽的凹部相互扣合，使損壞的零件重新牢固地聯(lián)接成一體，如圖所示。（簡(jiǎn)單地將：在垂直于裂紋方向加工出波形槽，嵌入形狀相似的波浪鍵，在常溫下鉚擊波浪鍵，利用波浪鍵與槽的嚙合作用使零件聯(lián)成一體。大家可以看出這種連接形式類似于鉚接的斷面。）1、強(qiáng)固扣合法（或稱波浪鍵扣合法）1、強(qiáng)固扣合法（或稱波浪鍵扣合法）(2)、適用范圍：適用于修復(fù)壁厚8～40mm的一般強(qiáng)度要求的薄壁機(jī)件。實(shí)例：破裂的法蘭修復(fù)一塊法蘭破裂成三塊，把塊１～塊３拼成原狀，在各條裂紋上鑲鉚金屬鎖固件——波浪鍵，配合適當(dāng)?shù)臋C(jī)加工、鉗工操作，該法蘭可恢復(fù)原幾何尺寸，并近似恢復(fù)原件的機(jī)械性能。

1、強(qiáng)固扣合法（或稱波浪鍵扣合法）對(duì)于要求密封的零件，可在強(qiáng)固結(jié)合法的基礎(chǔ)上，再在裂縫隙上用綴縫栓密封，稱為強(qiáng)密扣合法。

2、強(qiáng)密扣合法(又稱波浪鍵—密封螺釘扣合法)(1)、技術(shù)原理：在強(qiáng)固扣合工藝原理的基礎(chǔ)上，在兩波形鍵之間裂紋或折斷面的結(jié)合線上加工綴縫栓孔，并使第二次鉆的綴縫栓孔稍微切人已裝好的波形鍵和綴縫栓，形成一條密封的“金屬紐帶”，以達(dá)到阻止流體受壓滲漏的目的。

2、強(qiáng)密扣合法(又稱波浪鍵—密封螺釘扣合法)(2)、工藝：在強(qiáng)固扣合（即波浪鍵扣合）的基礎(chǔ)上，再沿裂紋鉆孔攻絲，相鄰兩螺孔應(yīng)彼此相割（即有一定的重疊)，相割量為0.5mm～1.5mm，兩端螺孔應(yīng)覆蓋裂紋終端，螺孔與波浪鍵也應(yīng)相割。將涂有粘結(jié)劑(即膠粘劑)的密封螺釘從波浪鍵兩對(duì)側(cè)向槽間逐個(gè)旋入。全部裂紋上裝滿密封螺釘后用砂輪打磨平整，不破壞設(shè)備的外觀，不與其它零部件發(fā)生干涉。在裂紋上可裝密封螺釘或密封圓柱銷。前者用于承受低壓的裂紋零件，后者用于承受高壓的裂紋零件。密封螺釘可選用M3～M8；圓柱銷直徑可選用3mm～8mm，長(zhǎng)度與波浪鍵厚度t相同。密封螺釘和圓柱銷的材料可與波浪鍵材料相同；對(duì)于要求不高、不重要零件也可選用低碳鋼或純銅等軟質(zhì)材料制造，這樣便于鉚緊。粘結(jié)劑一般可選用環(huán)氧樹脂膠或氧化銅－磷酸無機(jī)膠。2、強(qiáng)密扣合法(又稱波浪鍵—密封螺釘扣合法)

(3)、應(yīng)用：適用于有強(qiáng)度要求和密封要求的場(chǎng)合。如缸體、機(jī)體、受壓容器等零件的裂紋或折斷的修理。實(shí)例：有孔洞的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體修復(fù)在缸體的孔洞處鑲配相近材質(zhì)及相近幾何形狀的金屬鑲塊，然后依前述方法鑲鉚波浪鍵和綴縫螺栓，該缸體可恢復(fù)原有幾何形狀和機(jī)械性能2、強(qiáng)密扣合法(又稱波浪鍵—密封螺釘扣合法)

對(duì)承受高載荷的厚壁零件修復(fù)時(shí)，采用強(qiáng)固、強(qiáng)密扣合法不能保證修復(fù)質(zhì)量要求，這時(shí)可以鑲?cè)爰訌?qiáng)件，如下圖所示，使載荷分布在更大的面積上，提高其承載能力，這樣的方法稱為優(yōu)級(jí)扣合法，又稱加強(qiáng)扣合法。3、優(yōu)級(jí)扣合法（又稱加強(qiáng)（塊）扣合法）加強(qiáng)扣合法示意圖1—加強(qiáng)件；2—綴縫栓；3—波形鍵；(1)技術(shù)原理：優(yōu)級(jí)扣合法是在垂直于裂紋或斷裂面的修復(fù)區(qū)上，加工出一定形狀的空穴（例如矩形），然后把形狀、尺寸相同的加強(qiáng)件嵌入空穴中，在零件與加強(qiáng)件的結(jié)合處再加工綴縫栓，使其一半嵌在加強(qiáng)件上，另一半嵌在零件基體上，從而得到牢固的結(jié)合。必要時(shí)還可用波浪鍵對(duì)加強(qiáng)塊和機(jī)件進(jìn)行扣合，如圖所示。3、優(yōu)級(jí)扣合法（又稱加強(qiáng)（塊）扣合法）(2)工藝：加強(qiáng)塊使載荷分布到更多的面積和更遠(yuǎn)離裂紋的地方。加強(qiáng)塊的形狀各異、有矩形、十字形、X形等，依機(jī)件和裂紋情況選用，具體來講可根據(jù)零件材料性質(zhì)、載荷性質(zhì)和大小，以及扣何處形狀等因素進(jìn)行選用。加強(qiáng)塊樣式如圖所示，其中a)為修復(fù)鋼件便于張緊的加強(qiáng)件；b)為用于承受沖擊載荷的加強(qiáng)件，在靠近裂紋處不加綴縫栓固定，以保持一定的彈性；c)為X型加強(qiáng)件，其有利于扣合時(shí)拉緊裂紋；d)為十字形加強(qiáng)件，它用于承受多方面載荷。加強(qiáng)塊與空穴槽的結(jié)合線配綴縫栓，加強(qiáng)塊厚度一般不大于機(jī)件厚度的1/3，其長(zhǎng)邊應(yīng)垂直于裂縫放置。3、優(yōu)級(jí)扣合法（又稱加強(qiáng)（塊）扣合法）(3)應(yīng)用：加強(qiáng)扣合法主要用于承受高載荷、壁厚超過45mm的機(jī)件，如水壓機(jī)橫梁、軋鋼機(jī)軋輥支架等。3、優(yōu)級(jí)扣合法（又稱加強(qiáng)（塊）扣合法）(1)技術(shù)原理：熱扣合法是利用金屬材料的熱脹冷縮的特性修復(fù)零件裂紋或斷裂的方法。它將一定形狀的扣合鍵加熱至一定溫度后嵌入零件損壞處預(yù)先加工好的相對(duì)應(yīng)的凹槽中，當(dāng)扣合鍵冷卻收縮后，將零件裂紋拉緊而成一體，從而將破裂的機(jī)件重新密合?？酆湘I的形狀、尺寸，依零件裂紋部位的形狀和安裝的可能性設(shè)計(jì)成不同的形式，例如利用圓環(huán)形鍵扣合在輪轂上，來修復(fù)輪轂的強(qiáng)度；利用工字形鍵嵌入基體槽內(nèi)，把基體上的裂紋扣緊等。4、熱扣合法(1)技術(shù)原理：熱扣合法是利用金屬材料的熱脹冷縮的特性修復(fù)零件裂紋或斷裂的方法。它將一定形狀的扣合鍵加熱至一定溫度后嵌入零件損壞處預(yù)先加工好的相對(duì)應(yīng)的凹槽中，當(dāng)扣合鍵冷卻收縮后，將零件裂紋拉緊而成一體，從而將破裂的機(jī)件重新密合。扣合鍵的形狀、尺寸，依零件裂紋部位的形狀和安裝的可能性設(shè)計(jì)成不同的形式，例如利用圓環(huán)形鍵扣合在輪轂上，來修復(fù)輪轂的強(qiáng)度；利用工字形鍵嵌入基體槽內(nèi)，把基體上的裂紋扣緊等。4、熱扣合法另外，需注意保證扣合件產(chǎn)生的壓應(yīng)力減去工作時(shí)零件承受的載荷后，還應(yīng)有足夠的剩余壓應(yīng)力來扣緊零件的損壞部位。因此，對(duì)扣合件配合面的過盈量和加熱溫度必須經(jīng)力學(xué)計(jì)算確定。另一方面，對(duì)兩配合面必須精加工，以保證尺寸和形位精度。4、熱扣合法(2)應(yīng)用：相比其它扣合法更為簡(jiǎn)便和實(shí)用，多用于修復(fù)大型飛輪、齒輪或皮帶輪，和重型設(shè)備機(jī)身的裂紋及折斷面。4、熱扣合法五、金屬扣合工藝（1）、將存在裂紋、破損、孔洞等缺陷的機(jī)件從機(jī)器上解體。其中，裂紋在修理前，最好在裂紋兩端打上止裂孔，并用柱銷涂敷密封液，填塞緊密。（2）、將破損成多個(gè)碎片的機(jī)件收集齊全。（3）對(duì)有孔洞缺陷的機(jī)件，應(yīng)準(zhǔn)備材質(zhì)相同（或相近）的金屬件，或重新鑄造材質(zhì)相同（或相近）的鑄件毛坯作為鑲塊。

1、解體和準(zhǔn)備（1）、用專用容器盛裝破損的機(jī)件，針對(duì)機(jī)件的材質(zhì)確定使用不同的清洗劑，對(duì)機(jī)件徹底清洗。（2）、用清水沖洗，再用壓縮空氣吹干或自然涼干。

2、清洗（1）、疑似裂紋或其形狀位置不明顯，應(yīng)經(jīng)探傷檢查確定。（2）、進(jìn)行必要的材質(zhì)化驗(yàn)，以便于波浪鍵及鑲塊材質(zhì)的選擇。（3）、必要的強(qiáng)度試驗(yàn)。

3、理化試驗(yàn)（1）、對(duì)破裂成多塊的機(jī)件進(jìn)行拼裝使之復(fù)位，可配合使用合適的金屬粘接劑。（2）、對(duì)破損機(jī)件進(jìn)行夾持、定位和緊固。4、拼裝、復(fù)位和緊固（1）、利用車、銑、刨、插、鏜、鉆、磨等機(jī)加工或適當(dāng)?shù)你Q工方法將機(jī)件的缺陷孔洞進(jìn)行切削、修整，使之具有較規(guī)則的幾何形狀。（2）、根據(jù)機(jī)件材質(zhì)選擇鑲塊或重新鑄造鑲塊毛坯件。（3）、按過渡配合要求，將選擇的鑲塊或鑄造毛坯件，依修整后機(jī)件上孔洞尺寸形狀進(jìn)行切削加工，保證配合表面達(dá)到過渡配合要求的精度。（4）、借助專用工裝將鑲塊鑲配到機(jī)件上，若機(jī)件有耐壓、受力等特殊要求，則鑲塊與機(jī)件的配合應(yīng)具備一定的過盈量或互為錐度配合、階梯配合，并輔以密封膠。5、鑲塊的鑲配（1）、沿裂痕或鑲配邊界確定欲鑲波浪鍵的位置。（2）、在各位置點(diǎn)沿裂痕或鑲配邊界的法線方向固定波浪鍵底孔模板。（3）、用高壓風(fēng)鉆或電動(dòng)鉆通過底孔模板套打底孔，或在機(jī)件兩側(cè)均打出底孔。（4）、用專用高頻振動(dòng)切割機(jī)切去各孔間連筋。（5）、將波浪鍵打入底孔，必要時(shí)涂密封膠。若機(jī)件較厚，可在兩側(cè)均鑲配波浪鍵，且各側(cè)可鑲１～３層。6、鑲配波浪鍵（1）、在相鄰兩波浪鍵之間，沿裂痕或鑲配邊界確定騎縫螺釘?shù)卓孜恢茫孤裰煤蟮尿T縫螺釘兩兩相切。（2）打騎縫螺釘?shù)卓祝刂粕疃龋ń撇ɡ随I底孔深度）。（3）底孔攻絲。（4）騎縫螺釘涂密封膠后擰入螺孔，剔除外露部分。

7、埋置騎縫螺釘(綴縫栓)（1）、對(duì)有壓力要求的機(jī)件進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。（2）、對(duì)有強(qiáng)度要求的機(jī)件進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。（3）其他相關(guān)試驗(yàn)。

9、性能試驗(yàn)（1）、剔除波浪鍵或騎縫螺釘多余部分。（2）、機(jī)加工或鉗工切削，使機(jī)件達(dá)到所要求的表面粗糙度。（3）、表面處理，如涂防銹油、刷漆等。

8、整形六、模擬實(shí)訓(xùn)—鑄鐵零件的修理故障現(xiàn)象：鑄鐵閘閥閘板出現(xiàn)裂紋缺陷解決方案：采用金屬扣合法修復(fù)1、波形鍵的設(shè)計(jì)和制造波形鍵，又稱波浪鍵（英文MetalockingKey），在中文里因其形似波浪而意譯為“波浪鍵”，它是金屬扣合工藝技術(shù)的核心。從結(jié)構(gòu)上看，波浪鍵這種凹凸起伏的波浪形結(jié)構(gòu)，象鏈子一樣可使裂紋（或配合面）兩側(cè)的金屬被緊緊地鎖固在一起。從受力情況看，波浪鍵在金屬扣合工件中承受二維或三維綜合機(jī)械作用力，如拉伸力、擠壓力、剪切力等。

補(bǔ)充知識(shí)（1）波形鍵尺寸的確定波形鍵形狀如圖所示，主要尺寸有凸緣直徑d、頸部寬度b、間距l(xiāng)、厚度t。通常以頸部寬度尺寸b作為基本尺寸，一般取b＝3mm～6mm，其它尺寸依下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：凸緣直徑:d＝(1.2～1.6)b凸緣間距:l＝(2.0～2.2)b波浪鍵厚度:t＝(0.9～1.1)b由于波形鍵的凸緣數(shù)決定鍵的承載能力，故應(yīng)根據(jù)零件的受力情況來確定凸緣數(shù)，一般取奇數(shù)5、7、9個(gè)，因?yàn)閷?dāng)中一個(gè)凸緣設(shè)在裂紋上較好。凸緣數(shù)越多，波形糟各凹處斷面上的應(yīng)力越小，并使最大應(yīng)力遠(yuǎn)離裂紋。但凸緣數(shù)過多，使鑲嵌波浪鍵工作量增加，難度加大。在位置允許的情況下，盡可能選用7或9個(gè)凸緣的波浪鍵。（2）波形鍵的材料波形鍵在扣合前除應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性之外，其材料還應(yīng)經(jīng)熱處理后可變軟，以便適合鉚擊，產(chǎn)生塑性變形從而鉚緊；在扣合后要求冷作硬化傾向大，且不發(fā)脆，其抗拉強(qiáng)度應(yīng)有較大的提高；對(duì)于修復(fù)受熱機(jī)件所用波形鍵的材料，其膨脹系數(shù)要略低于或等于機(jī)件的膨脹系數(shù)。一般選用奧氏體鎳鉻不銹鋼，如0Crl8Ni9、1Crl8Ni9、1Crl8Ni9Ti等，冷變形后強(qiáng)度可提高50％；也可選用普通低碳鋼10、15、20鋼等，冷變形后強(qiáng)度可提高10％～20％。高溫零件可選用含鎳量高并與零件材料膨脹系數(shù)相近的高溫鎳基合金，如Ni36、Ni42等，此種材料膨脹系數(shù)與鑄鐵相近，或選用10、15、20低碳鋼等。（3）波形鍵的制造波形鍵制造最好采用模具在油壓機(jī)上冷擠壓成型，在配合機(jī)械加工上、下表面，和修整凸緣圓弧，最后需熱處理。2、波形槽的設(shè)計(jì)和加工（1）、波形槽尺寸的確定波形槽的形狀與尺寸與波形鍵一致，二者最大配合間隙不超過0.1mm～0.2mm，槽深T依零件壁厚H而定，一般T＝(0.7～0.8)H，并依槽深放入一層或兩層波浪鍵。零件裂紋上波形槽間距W可依經(jīng)驗(yàn)法或計(jì)算公式確定。1）對(duì)承受載荷不大的普通鑄鐵零件，波形槽間距可為寬度b的5～6倍，即W＝(5～6)b。2）對(duì)承受較大載荷的高強(qiáng)度鑄鐵件，可采用同一截面上波形鍵和機(jī)件原有承載能力相等的條件計(jì)算波形槽間距W，即:式中：σp為波形鍵材料經(jīng)鉚擊后的抗拉強(qiáng)度；σg為機(jī)件的抗拉強(qiáng)度；H為機(jī)件厚度。（2）、波形槽的布置對(duì)于修復(fù)承受載荷不大的普通鑄鐵機(jī)件時(shí)，為了使最大應(yīng)力分布在最大范圍內(nèi)，改善零件受力狀況，在布置個(gè)數(shù)較多的波形槽時(shí)，可采用一長(zhǎng)一短或錯(cuò)落有致的排列方式，并且中間凸緣應(yīng)安裝在裂紋線上。對(duì)于修復(fù)承受彎曲載荷的普通鑄鐵機(jī)件時(shí)，因機(jī)件的外層承受最大拉應(yīng)力，往里則逐漸減少，故將波形槽設(shè)計(jì)成階梯式。這樣，能避免或減小機(jī)件內(nèi)壁強(qiáng)度因開槽而受到削弱的影響。（3）、波形槽的加工小型機(jī)件波形槽可在鉆床或銑床等設(shè)備上加工成型，加工速度快，精度也較高。大型機(jī)件因拆卸和搬運(yùn)不便，其波形槽可采用鉆模、手電鉆等簡(jiǎn)便工具，現(xiàn)場(chǎng)加工。對(duì)于曲面機(jī)件，則需制成與該曲面相吻合的鉆模。大型機(jī)件波形槽手工加工的工藝過程如下:1）、采取措施先將機(jī)件的裂紋牢固地復(fù)位。裂紋兩端需鉆止裂孔。2）、根據(jù)修復(fù)設(shè)計(jì)的方案,劃出各波形槽的位置線。3）、借助專用鉆模加工波形槽各凸緣孔及凸緣間孔，锪（huo，1聲）孔至深度T；4）、修整寬度b和兩平面，保證波形鍵和波形槽的配合間隙3、波形鍵的扣合和鉚擊（，亦即波形鍵裝配）（1）裝配前，波形鍵和波形槽應(yīng)用壓縮空氣吹凈殘留雜物，清除毛刺、飛邊及油污。（2）裝配時(shí)，將波浪鍵嵌入波形槽中(可預(yù)先在槽內(nèi)涂抹膠粘劑)，再用鉚釘槍鉚擊波浪鍵，使之充滿槽腔。鉚接工作使用頻率高、沖擊力小的小型鉚釘槍，壓縮空氣壓力控制在0.2～0.4Mpa范圍內(nèi)。為確保鉚接質(zhì)量，鉚擊時(shí)應(yīng)遵循以下規(guī)定：1）、必須使鉚擊桿垂直于鉚擊面，先鉚擊兩端凸緣，然后向中間凸緣推進(jìn)，由重到輕輪流對(duì)稱鉚擊，最后鉚擊裂紋上凸緣時(shí)不宜過緊，以免撐開裂紋。鉚緊凸緣部分后，再鉚擊各凸緣的連接部分。2）、第1層鉚緊后再鉚第2層、第3層等，注意鉚擊時(shí)正確掌握鉚緊度，一般控制每層波形鍵鉚低0.5mm左右為宜。3）為了使波形鍵充分冷硬化，提高抗拉強(qiáng)度，每個(gè)部位應(yīng)先用圓沖頭鉚擊中心，然后再用平面沖頭鉚擊各部位的邊緣，直至鉚緊為止。4）鉚擊時(shí)，應(yīng)防止鉚擊強(qiáng)度過大，使鍵兩端產(chǎn)生裂紋或擊穿槽底。（3）、波形槽的加工小型機(jī)件波形槽可在鉆床或銑床等設(shè)備上加工成型，加工速度快，精度也較高。大型機(jī)件因拆卸和搬運(yùn)不便，其波形槽可采用鉆模、手電鉆等簡(jiǎn)便工具，現(xiàn)場(chǎng)加工。對(duì)于曲面機(jī)件，則需制成與該曲面相吻合的鉆模。大型機(jī)件波形槽手工加工的工藝過程如下:1）、采取措施先將機(jī)件的裂紋牢固地復(fù)位。裂紋兩端需鉆止裂孔。2）、根據(jù)修復(fù)設(shè)計(jì)的方案,劃出各波形槽的位置線。3）、借助專用鉆模加工波形槽各凸緣孔及凸緣間孔，锪（huo，1聲）孔至深度T；4）、修整寬度b和兩平面，保證波形鍵和波形槽的配合間隙小結(jié)金屬扣合法定義、應(yīng)用、特點(diǎn)。

分類及技術(shù)原理：強(qiáng)固扣合法；強(qiáng)密扣合法；優(yōu)級(jí)扣合法；熱扣合法。金屬扣合工藝。模擬實(shí)訓(xùn)—鑄鐵零件的修理。學(xué)習(xí)情境二：冶金機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代維修技術(shù)模塊四：塑性變形法一、矯正1．矯正的概念

通過外力作用，消除材料或制件的不平、不直、彎曲、翹曲等缺陷的加工方法。缺陷產(chǎn)生原因：殘余應(yīng)力、運(yùn)輸和存放管理等處理不當(dāng)。注：只有對(duì)塑性好的材料才能進(jìn)行矯正。。2．矯正原理

鋼材是由鋼坯軋制而成的，在長(zhǎng)度方向可以看成由許多纖維組成。任何變形均是其內(nèi)部纖維的長(zhǎng)短不等而造成的。矯正的原理就是使纖維較短部分伸長(zhǎng)或使纖維較長(zhǎng)部分縮短，直至各層纖維的長(zhǎng)度趨于一致。3．矯正的分類：（1）按被矯正工件時(shí)的溫度分類：冷矯正：常溫下，矯正塑性較好、變形不嚴(yán)重的金屬材料。熱矯正：700～1000℃的高溫，變形或脆性較大（2）按矯正時(shí)產(chǎn)生矯正力的方法還可分為手工矯正、機(jī)械矯正、火焰矯正及高頻熱點(diǎn)矯正。。4、手工矯正（1）基本概念手工矯正是以手工操作手錘、抵鐵、拍板等工具，對(duì)變形的鋼材施加外力，來達(dá)到矯正變形的目的。手工矯正簡(jiǎn)便靈活，一般用于薄鋼板、小型型鋼和小型結(jié)構(gòu)件的局部變形的矯正。目前在我國(guó)很多行業(yè)，如汽車鈑金修理作業(yè)中，手工矯正仍然是主要方法。

。（2）手工矯正的工具1）平板、鐵砧和臺(tái)虎鉗：是矯正板材和型材的基座。一般材料的矯正，使用鉗工手錘和方頭手錘2）抽條和拍板：抽條是采用由條狀薄板料彎成的簡(jiǎn)易手工工具來抽打面積較大的板料，拍板是用由質(zhì)地較硬的檀木制成的專用工具來敲打板料。3）螺旋壓力工具：螺旋壓力工具適用于矯正較大的軸類零件或棒料。4）檢驗(yàn)工具：零件矯正精度的檢驗(yàn)工具有平板、直角尺、直尺和百分表等。4、手工矯正。（3）手工矯正的方法矯正的方法：延展法、扭轉(zhuǎn)法、彎形法和伸張法。1）延展法用來矯正金屬薄板產(chǎn)生的中部凸凹、邊緣呈波浪形以及扭曲等變形。2）扭轉(zhuǎn)法扭轉(zhuǎn)法是用來矯正條料扭曲變形的。3）彎形法彎形法是用來矯正各種彎曲的棒料及寬度方向上有彎曲的條料4、手工矯正。直徑較小的棒料和薄條料可夾在臺(tái)虎鉗上用扳手矯正。直徑大的棒料和較厚的條料采用壓力機(jī)械校正。4）伸張法伸張法是用來矯正各種細(xì)長(zhǎng)線材的。方法：只要將線材一頭固定，然后在固定處開始，將彎曲線材繞圓木一周，捏緊圓木向后拉，使線材在拉力作用下繞過圓木而得到伸長(zhǎng)矯正。4、手工矯正。4、手工矯正（4）、實(shí)例：薄板的矯正。薄板中間凸起變形的矯正薄板四周呈波浪變形的矯正薄板對(duì)角翹曲的矯正。4、手工矯正實(shí)例：薄板的矯正。曲面凸鼓變形的矯正曲面凹陷變形的矯薄板料的拍打矯正。4、手工矯正薄板的矯正難度較大。矯正前，要分析并判明薄板的纖維伸長(zhǎng)或縮短部位。矯正中，要隨時(shí)觀察板料的形狀變化，有針對(duì)性地改變錘擊點(diǎn)和力度。當(dāng)板料基本敲平后，再用木錘作一次調(diào)整性敲擊，使整個(gè)板面纖維舒展均勻。矯正后，用手按撳板料各處，若不發(fā)生彈動(dòng)，說明板料平整。。5、機(jī)械矯正手工矯正效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，僅適用于對(duì)小件的矯正。對(duì)于尺寸較大的工件，則采用專用機(jī)械進(jìn)行矯正。例如：汽車鈑金材料的機(jī)械矯正是通過矯正機(jī)對(duì)鋼板進(jìn)行多次反復(fù)彎曲，使鋼板長(zhǎng)短不等的纖維趨向相等，從而達(dá)到矯正的目的。。5、機(jī)械矯正矯正機(jī)由一系列軸輥組成，彎曲的鋼板通過這些軸輥滾壓而得以矯正。常用的矯正機(jī)分為上下列軸輥平行矯正機(jī)、上列輥傾斜式矯正機(jī)和成對(duì)導(dǎo)向輥矯正機(jī)等，其矯正方法如下：（1）、在上列輥傾斜的矯正機(jī)上進(jìn)行矯正時(shí)，先確定上輥的壓下量，再調(diào)整上輥的傾斜度，使出口端上、下輥的距離正好是板料的厚度。然后開動(dòng)矯正機(jī)，鋼板通過矯正輥后就能得到平整的板料。若仍有不平，可適當(dāng)調(diào)整壓下量，再次矯正，直至板料平整為止。。5、機(jī)械矯正（2）、在上、下輥平行的矯正機(jī)上進(jìn)行矯正時(shí)，先調(diào)節(jié)上輥的壓下量和導(dǎo)向輥的位置，使板料通過軸輥時(shí)發(fā)生反復(fù)彎曲而得以矯正。壓下量應(yīng)由小逐漸增大。板料在多次矯正下可獲得較高的矯平質(zhì)量。汽車鈑金材料變形的矯正一般都是在上、下輥平行的矯正枧上進(jìn)行。矯正薄板時(shí)，可將數(shù)塊薄板疊在一起，或墊加一塊厚板一起進(jìn)行矯正。圖：金屬板料的機(jī)械整平

。6、火焰矯正（1）、火焰矯正原理火焰矯正就是對(duì)變形的鋼材采用火焰局部加熱的方法進(jìn)行矯正。金屬材料具有熱脹冷縮的特性。當(dāng)局部加熱時(shí)，被加熱的材料受熱而膨脹，而周圍未加熱部分的材料溫度低，使膨脹受到阻礙。停止加熱后，金屬冷卻收縮，使加熱處金屬纖維比原先的短。火焰矯正正是利用這種新的變形去矯正原來的變形?；鹧娉C正的加熱源廣泛采用溫度高、加熱速度快、簡(jiǎn)單方便的氧一乙炔焰。。6、火焰矯正（2）火焰矯正的加熱位置與方式1）加熱位置、火焰能率與矯正的關(guān)系火焰矯正的效果主要取決于加熱的位置和火焰的能率。不同的加熱位置可以矯正不同方向的變形。若位置選擇錯(cuò)誤，不但起不到矯正的作用，反而會(huì)使變形更加復(fù)雜、嚴(yán)重。加熱位置通常選擇在材料變形量大、纖維拉伸最長(zhǎng)的部分，即材料彎曲部分的外側(cè)。。6、火焰矯正用不同的火焰能率加熱，可獲得不同的矯正能力?；鹧嬖綇?qiáng)，加熱速度越快，熱量越集中，矯正能力越強(qiáng)，矯正變形越大；反之，則火焰能率不足，加熱緩慢，使受熱范圍擴(kuò)大，矯正效果差?；鹧婕訜岬臏囟扔晒ぷ鞯牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)決定。對(duì)低碳鋼和普通低合金鋼，通常加熱到600～800℃，不能超過850℃，以免金屬過熱。但也不能過低，過低時(shí)矯正效率不高。。6、火焰矯正2）加熱方式點(diǎn)狀加熱：加熱的區(qū)域?yàn)橐欢ㄖ睆椒秶膱A圈狀點(diǎn)，故稱點(diǎn)狀加熱。矯正時(shí)可根據(jù)工件的變形情況，加熱一點(diǎn)或多點(diǎn)，多點(diǎn)加熱常采用梅花式。加熱點(diǎn)直徑一般不小于15mm。當(dāng)變形量大時(shí)，加熱點(diǎn)間距要小，一般為50～100mm。線狀加熱：加熱時(shí)火焰沿直線方向移動(dòng)，也可同時(shí)做適當(dāng)?shù)臋M向擺動(dòng)，稱為線狀加熱。加熱線的橫向收縮一般大于縱向收縮，收縮量隨加熱線寬度的增加而增加。加熱線的寬度一般為鋼材厚度的0.5～2倍。線狀加熱一般用于變形較大的工件，它有直線加熱、鏈狀加熱和鋸齒形加熱三種形式。。6、火焰矯正2）加熱方式三角形加熱：加熱區(qū)域呈三角形的加熱方法稱為三角形加熱，如圖12-30c所示。因其加熱面積較大，收縮量也較大，并由于沿三角形高度方向的加熱寬度不等，收縮量也不等，因而常用于剛度較大的工件矯正。圖

加熱方式二、其他塑性變形法常用其他塑性變形法包括：墩粗?jǐn)U徑壓縮延伸（1）基本概念使毛坯高度減小、橫斷面積增大的鍛造工序叫作鐓粗。在坯料上某一部分進(jìn)行的鐓粗叫做局部鐓粗。圖

墩粗設(shè)備

1、墩粗（2）特點(diǎn)鐓粗可以使有色金屬的銷軸和襯套類零件少許縮短其長(zhǎng)度，而提高其直徑。采用墩粗可縮短零件長(zhǎng)度在15％以內(nèi)，但重要零件的縮短量不應(yīng)超過4％～8％。墩粗廣泛用于具有較好塑性的金屬零件修復(fù)

1、墩粗圖

墩粗實(shí)例1、墩粗圖鐓粗直螺紋連接較好的解決了大批橋粱工程鋼筋的整體快速圖田灣核電站采用鐓粗直螺紋鋼筋接頭（1）基本概念用來增加管子、杯狀物或殼體等帶孔工件的內(nèi)徑的方法。2、擴(kuò)徑（2）特點(diǎn)在零件的孔類擠入直徑比孔徑大一些的球體或沖頭，可使空心軸和軸套在稍微縮小長(zhǎng)度的條件下增大外徑。2、擴(kuò)徑圖

擴(kuò)徑例壓縮可減少有色金屬襯套類零件的內(nèi)徑。將襯套用沖頭壓入固定在支架上的模具，模具入口處有7。～8。的縮徑口，接著就是定徑部分，尾部是18。～20。的喇叭形出口。經(jīng)壓縮后的襯套外表面可以鍍銅，并車削，而內(nèi)孔則可以絞孔。3、壓縮襯套連桿襯套鉸壓機(jī)延伸依靠局部減少斷面尺寸，而使零件的長(zhǎng)度增加。在延伸時(shí)，變形方向與作用力方向垂直。4、延伸三、模擬實(shí)訓(xùn)—鋼制軸的修理故障現(xiàn)象：軸彎曲度超標(biāo)解決方案：對(duì)軸進(jìn)行矯正處理要求：（1）采用此前所學(xué)方法，自行設(shè)計(jì)相關(guān)工作流程；（2）模擬進(jìn)行鋼制軸矯正。小結(jié)矯正，包括：手工矯正、機(jī)械矯正、火焰矯正。

其他常用塑性變形法包括：墩粗、擴(kuò)徑、壓縮、延伸

。模擬實(shí)訓(xùn)—鋼制軸的修理。學(xué)習(xí)情境二：冶金機(jī)械設(shè)備現(xiàn)代維修技術(shù)模塊五：電化學(xué)沉積一、電鍍的定義

電鍍[P87]是指在含有欲鍍金屬的鹽類溶液中，以被鍍基體金屬為陰極，通過電解作用，使鍍液中欲鍍金屬的陽離子在基體金屬表面沉積出來，形成鍍層的一種表面加工方法。鍍層性能不同于基體金屬，具有新的特征。根據(jù)鍍層的功能分為防護(hù)性鍍層，裝飾性鍍層及其它功能性鍍層。

。換句話說，電鍍其實(shí)是通過電化學(xué)方法在固體表面獲得金屬沉積層的過程。日常生活中，到處都會(huì)看到漂亮的電鍍產(chǎn)品，它們美觀、耐用，為我們的生活增添了光彩。那么，電鍍品是怎么造出來的呢？這與19世紀(jì)初電池的發(fā)明有著密切的關(guān)系。1800年，意大利物理學(xué)家伏打做了個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)：他把一塊錫箔放在自己的舌尖上，然后拿一枚銀幣去碰錫箔，舌頭上頓時(shí)感到有酸麻的感覺。他又用另外兩種金屬與自己身體的其他部位相接觸，也發(fā)現(xiàn)有同樣的感覺。這個(gè)實(shí)驗(yàn)使伏打意識(shí)到不同的金屬相連，可能會(huì)產(chǎn)生電流。。他將兩排不同的金屬片雙雙接起來，果真產(chǎn)生了電流。他又試著在兩金屬間放一些東西，發(fā)現(xiàn)放有潮濕的物質(zhì)時(shí)電流會(huì)更大。于是他將幾十塊銀圓和鋅片交替重疊，每對(duì)金屬之間插入浸漬食鹽水的紙片或布條，組成了世界上第一個(gè)電池組，這就是伏打電池。在伏打發(fā)明了電池以后，英國(guó)工程師尼可爾和解剖學(xué)家卡萊爾便利用此電源對(duì)液體進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)利用此電源可將水分解。在此以后，歐洲掀起了電解實(shí)驗(yàn)的高潮，雖然電在溶液中流動(dòng)，使溶液發(fā)生了化學(xué)變化是無可置疑的，但變化的原理還不清楚。。英國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家法拉第為了研究電解原理，也進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)。他將兩塊鉑片插在盛硫酸鋅溶液的玻璃容器中，然后與伏打電池相連，結(jié)果發(fā)現(xiàn)陰極的鉑片上覆上了一層金屬鋅；陽極周圍的溶液顯酸性。這就是最早的電鍍品。電鍍制品

二、電鍍的基本知識(shí)1、電鍍液電鍍液是由主鹽、絡(luò)合劑、附加鹽、緩沖劑、陽極活化劑、添加劑等組成。1、電鍍液（1）、主鹽主鹽是指鍍液中能在陰極上沉積出所要求鍍層金屬的鹽，用于提供金屬離子。（2）、絡(luò)合劑有些情況下，若鍍液中主鹽的金屬離子為簡(jiǎn)單離子時(shí)，則鍍層晶粒粗大，因此，要采用絡(luò)合離子的鍍液。獲得絡(luò)合離子的方法是加入絡(luò)合劑，即能絡(luò)合主鹽的金屬離子形成絡(luò)合物的物質(zhì)。1、電鍍液（3）、附加鹽附加鹽是電鍍中除主要鹽外的某些堿金屬或堿土金屬鹽類，主要用于提高電鍍液的導(dǎo)電性，對(duì)主鹽中的金屬離子不起絡(luò)合作用。有些附加鹽還能改善鍍液的深鍍能力，分散能力，產(chǎn)生細(xì)致的鍍層。（4）、緩沖劑緩沖劑是指用來穩(wěn)定溶液酸堿度的物質(zhì)。這類物質(zhì)一般是由弱酸和弱酸鹽或弱堿和弱堿鹽組成的，能使溶液遇到堿或酸時(shí)，溶液的pH值變化幅度縮少。1、電鍍液（5）、陽極活化劑鍍液中能促進(jìn)陽極活化的物質(zhì)稱陽極活化劑。陽極活化劑的作用是提高陽極開始鈍化的電流密度，從而保證陽極處于活化狀態(tài)而能正常地溶解。陽極活化劑含量不足時(shí)陽極溶解不正常，主鹽的含量下降較快，影響鍍液的穩(wěn)定。嚴(yán)重時(shí)，電鍍不能正常進(jìn)行。（6）、添加劑添加劑是指不會(huì)明顯改變鍍層導(dǎo)電性，而能顯著改善鍍層性能的物質(zhì)。根據(jù)在鍍液中所起的作用，添加劑可分為：光亮劑，整平劑，和抑霧劑等。。2、電鍍反應(yīng)（1）、電化學(xué)反應(yīng)電鍍裝置示意圖［P87圖3-4］，被鍍的零件為陰極，與直流電源的負(fù)極相連，金屬陽極與直流電源的正極聯(lián)結(jié)，陽極與陰均浸入鍍液中。當(dāng)在陰陽兩極間施加一定電位時(shí)，則在陰極發(fā)生如下反應(yīng)：從鍍液內(nèi)部擴(kuò)散到電極和鍍液界面的金屬離子Mn+從陰極上獲得n個(gè)電子，還原成金屬M(fèi)。即：Mn+＋ne→M（還原反應(yīng)）。另一方面，在陽極則發(fā)生與陰極完全相反的反應(yīng)，即陽極接口上發(fā)生金屬M(fèi)的溶解，釋放n個(gè)電子生成金屬離子Mn+。即：M－ne→Mn+（氧化反應(yīng)）上述電極反應(yīng)是電鍍反應(yīng)中最基本的反應(yīng)。由于電子直接參加化學(xué)反應(yīng)，成為電化學(xué)反應(yīng)。附：原電池示意圖和相關(guān)說明

。2、電鍍反應(yīng)（2）、法拉第定律法拉第是一位偉大的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家，在1833年，法拉第實(shí)驗(yàn)用金屬鉑和銅做電極，對(duì)氯化銅水溶液進(jìn)行電解。這次，他對(duì)兩極上發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了定量研究。他用不同強(qiáng)度的電流通入氯化銅溶液，然后測(cè)量所生成的氯氣和銅的量。發(fā)現(xiàn)在電解過程中，電極上析出的銅的質(zhì)量和電解槽中通入電流的量成正比。并還發(fā)現(xiàn)：96494庫(kù)侖的電量，恰恰是1摩爾電子的總電量。隨后通過進(jìn)一步的大量試驗(yàn)，證實(shí)了法拉第發(fā)現(xiàn)的2條電解規(guī)律。。2、電鍍反應(yīng)這樣，通過測(cè)定電解槽的電流強(qiáng)度和時(shí)間，即可算出電解中消耗電量的庫(kù)侖數(shù)；知道電量的法拉第數(shù)，就可求出電解析出物質(zhì)的質(zhì)量。這個(gè)定律稱之為“法拉第電解定律”。應(yīng)用這一定律可以進(jìn)行物質(zhì)的定量分析。法拉第電解第一定律：

m＝KQ＝KIt

法拉第電解第二定律：。2、電鍍反應(yīng)（3）、電流效率電鍍時(shí)，陰極上實(shí)際析出的物質(zhì)的質(zhì)量并不等于根據(jù)法拉定律得到的計(jì)算結(jié)果，實(shí)際值總小于計(jì)算值，這是由于電極上的反應(yīng)不只一個(gè)，例如鍍鎳時(shí)，在陰極上除發(fā)生這一主反應(yīng)外，還會(huì)發(fā)生副反應(yīng)。（4）、電鍍液的分散能力鍍?nèi)芤旱姆稚⒛芰κ侵鸽婂円核哂械氖菇饘賹雍穸染鶆蚍植嫉哪芰?，也稱均鍍能力。電鍍液的分散能力越好，在不同陰極部位所沉積出的金屬層厚度越均勻。。2、電鍍反應(yīng)（5）、電鍍液的覆蓋能力在電鍍生產(chǎn)中，常用到的另一個(gè)概念是覆蓋能力，亦稱深鍍能力，它是指電鍍液所具有的使鍍件的深凹處沉積上金屬鍍層的能力。分散能力和覆蓋能力不同，前者是說明金屬在陰極表面分布均勻程度的問題，它的前提是在陰極表面都有鍍層﹔而后者是指金屬在陰極表面的深凹處有無沉積層的問題。。3、金屬的電積過程電鍍過程是鍍液中的金屬離子在外電場(chǎng)的作用下，經(jīng)電極反應(yīng)還原成金屬原子并在陰極上進(jìn)行金屬沉積的過程。完成電沉積過程必須經(jīng)過以下三個(gè)步驟﹕（1）液相傳質(zhì)（2）電化學(xué)反應(yīng)（3）電結(jié)晶電鍍時(shí)，以上三個(gè)步驟是同時(shí)進(jìn)行的，但進(jìn)行的速度不同，速度最慢的一個(gè)被稱為整個(gè)沉積過程的控制性環(huán)節(jié)。不同步驟作為控制性環(huán)節(jié)，最后的電沉積結(jié)果是不一樣的。圖：電沉積過程示意圖

三、電鍍工藝電鍍工藝過程一般包括電鍍前預(yù)處理，電鍍及鍍后處理三個(gè)階段。具體來講其基本工藝包括：除銹(磨光→拋光)

上掛

脫脂除油上掛

（電解拋光或化學(xué)拋光）酸洗活化（預(yù)鍍）電鍍水洗（后處理）水洗干燥下掛檢驗(yàn)包裝電鍍示意圖四、電鍍的分類1、按鍍層組成分單金屬電鍍合金電鍍復(fù)合電沉積二元合金電鍍?nèi)辖痣婂兌嘣辖痣婂?、按獲取鍍層方式分常規(guī)電鍍（如掛鍍、滾鍍等）電刷鍍脈沖電鍍電鑄化學(xué)鍍，又稱自催化鍍真空鍍，如真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍四、電鍍的分類3、按照使用目的來分類防護(hù)－裝飾類鍍層功能性鍍層耐磨和減磨鍍層抗高溫氧化鍍層導(dǎo)電性鍍層熱處理用鍍層磁性鍍層修復(fù)性鍍層可焊性鍍層其他功能鍍層五、常用鍍種簡(jiǎn)況金屬鍍層的種類很多，在設(shè)備維修中常用的有鍍鉻（ge，4聲）、鍍鎳、鍍鐵、鍍銅及其合金等。1、鍍鉻（1）防護(hù)－裝飾性鍍鉻（俗稱裝飾鉻）（2）硬鉻（耐磨鉻、工業(yè)鍍鉻）（3）乳白鉻鍍層

（4）松孔鍍鉻（5）黑鉻

2、鍍鎳3、鍍鐵鍍鐵修復(fù)軸實(shí)例鍍鐵與硬鉻性能對(duì)比4、鍍銅5、鍍鋅6、電鍍合金7、復(fù)合電鍍電鍍合金氣缸摩托車氣缸引擎六、電刷鍍電刷鍍又叫選擇電鍍、無槽鍍、快速鍍、涂鍍、筆鍍、擦鍍等，其起源于1899年法國(guó)人采用的棉團(tuán)電鍍法，作為專門技術(shù)大約成型于二十世紀(jì)四十年代的歐洲。至50年代，已在歐洲和北美取得大量的工業(yè)應(yīng)用。我國(guó)最早的工業(yè)應(yīng)用也出現(xiàn)于50年代，當(dāng)時(shí)稱之為涂鍍，大規(guī)模的推廣和應(yīng)用則始于80年代，目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)及民用的許多領(lǐng)域，并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，特別是機(jī)械不解體修復(fù)和現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的特點(diǎn)是其能夠解決以往手段無法解決的難題。圖：現(xiàn)場(chǎng)電刷鍍修補(bǔ)。1、電刷鍍的原理與特點(diǎn)（1）設(shè)備簡(jiǎn)單，攜帶方便，不需要大的渡槽設(shè)備。（2）工藝簡(jiǎn)單，操作方便，凡鍍筆能觸及到的地方均可電鍍，特別適用于不解體機(jī)件的現(xiàn)場(chǎng)維修和野外搶修。（3）鍍層種類多，與基體材料的結(jié)合力強(qiáng)，力學(xué)性能好，能保證滿足各種維修性能的要求。（4）沉積速度快，生產(chǎn)效率高，，最快時(shí)可達(dá)0.05mm/min，但必須采用高電流密度進(jìn)行操作。。1、電刷鍍的原理與特點(diǎn)（5）環(huán)境污染小，刷鍍?nèi)芤褐胁缓杌锖蛣《舅帯Ｍ瑫r(shí)溶液的使用量少并可循環(huán)使用，產(chǎn)生的廢液很少，溶液穩(wěn)定，操作安全，無閃點(diǎn)，儲(chǔ)運(yùn)過程中屬非危險(xiǎn)品（6）維修質(zhì)量高。水溶液操作，不會(huì)引起被修復(fù)工件的變形和金相組織的變化，設(shè)備上采用專門的厚度控制裝置，誤差小于+10%，鍍層通常不需再機(jī)械加工。但電刷鍍也存在勞動(dòng)強(qiáng)度大，消耗陽極包纏材料等缺點(diǎn)。。2、刷鍍?cè)O(shè)備電刷鍍?cè)O(shè)備由專用直流電源、鍍筆及供液、集液裝置組成。（1）專用直流電源（2）鍍筆（3）供液、集液裝置鍍筆結(jié)構(gòu)圖

陽極形狀圖

。3、刷鍍?nèi)芤海?）預(yù)處理溶液：包括用于清洗工件表面油污的電凈液和用于去除金屬表面氧化膜和疲勞層，使基體金屬晶格顯露出來的活化液。（2）電鍍液：根據(jù)鍍層的成分，金屬電鍍?nèi)芤悍譃閱谓饘匐婂円汉秃辖痣婂円骸＃?）鈍化液：用于在鋁、鋅、鎘等金屬表面生成能提高表面耐蝕性的鈍態(tài)氧化膜的溶液。（4）退鍍液：用于退除鍍件表面不合格鍍層、多余鍍層的溶液。。4、電刷鍍工藝過程電刷鍍工藝過程主要包括鍍前預(yù)處理、刷鍍層的選擇和設(shè)計(jì)、鍍件刷鍍和鍍后處理等。（1）鍍前預(yù)處理鍍件鍍前預(yù)處理是電刷鍍順利進(jìn)行和獲得成功的必要條件。它包括鍍件表面修整、表面清理、表面的電凈處理和火花處理。（2）刷鍍層的選擇和設(shè)計(jì)1）、刷鍍預(yù)鍍層預(yù)鍍層也叫過渡層、打底層或結(jié)合層、隔離層。2）、刷鍍工作鍍層工作鍍層就是零件表面的鍍層。常用的工作鍍層有鎳、鐵、鐵合金、鎳鎢合金、銅等。。4、電刷鍍工藝過程3）鍍層設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)鍍層時(shí)，要注意控制同一種鍍層一次連續(xù)刷鍍的厚度，避免同種鍍層厚度過大可能產(chǎn)生的裂紋或剝離。（3）鍍件刷鍍鍍件刷鍍表面預(yù)處理后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行刷鍍。根據(jù)鍍層設(shè)計(jì)要求，首先，刷鍍過渡層，把殘存的鍍液沖洗干凈后，在選用工作層鍍液，按工藝規(guī)范刷鍍至所需厚度。（4）鍍后處理刷鍍完畢后及時(shí)進(jìn)行鍍后處理。先清洗干凈鍍件表面，并干燥（zao，4聲），檢查鍍層外觀，測(cè)量鍍層厚度。若鍍件無需再加工，則需采取必要的保護(hù)辦法，如拋光、涂油等。七、化學(xué)鍍化學(xué)鍍?cè)诒砻嫣幚砑夹g(shù)中占有重要的地位，其指沒有外電流通過，利用還原劑將溶液中金屬離子化學(xué)還原在呈催化活性的機(jī)件表面，使之形成金屬鍍層的工藝過程，也叫無電解電鍍。機(jī)械維修中以鍍化學(xué)鎳最為實(shí)用?；瘜W(xué)鍍最大特點(diǎn)是鍍液的分散力強(qiáng)，凡接觸鍍液部位均有厚度基本相等的金屬鍍層鍍上，而且鍍層外觀好、致密、耐腐蝕。目前，化學(xué)鍍鎳、銅、銀、金、鈷、鈀、鉑、錫以及化學(xué)鍍合金和化學(xué)復(fù)合鍍層，在工業(yè)生產(chǎn)中已被采用。化學(xué)浸鍍（簡(jiǎn)稱化學(xué)鍍）技術(shù)的原理是：化學(xué)鍍是一種不需要通電，依據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，利用強(qiáng)還原劑在含有金屬離子的溶液中，將金屬離子還原成金屬而沉積在各種材料表面形成致密鍍層的方法?；瘜W(xué)鍍常用溶液：化學(xué)鍍銀、鍍鎳、鍍銅、鍍鈷、鍍鎳磷液、鍍鎳磷硼液等。可